Was ist eine Heatpipe?
Manchmal als Supraleiter bezeichnet, ist ein Wärmerohr ein Gerät, das Wärme relativ einfach zwischen zwei Punkten übertragen oder leiten kann. Einer der Vorteile dieser Art von Heizgeräten besteht darin, dass während des Transfers nur ein relativ geringer Wärmeverlust auftritt, wodurch der Betrieb der Rohre wesentlich wirtschaftlicher wird. Während die Grundidee für das Wärmerohr in den 1940er Jahren erstmals entwickelt wurde, entstand 1962 das erste Ausführungsbeispiel für diese Art von Heizgeräten, das im Laufe der Jahre weiterentwickelt wurde.
Obwohl es heutzutage einige Unterschiede im Design von Heatpipes gibt, basieren die meisten immer noch auf diesem ursprünglichen Design. Dies bedeutet, dass das typische Wärmerohr aus drei wesentlichen Komponenten aufgebaut wird. Diese Komponenten werden als Behälter, Arbeitsflüssigkeit und Docht bezeichnet.
Der Behälter des Wärmerohrs bildet das Gehäuse für das Arbeitsfluid, das zur Aufrechterhaltung der im Gerät erzeugten Wärme beiträgt. Manchmal als Rohrkammer bekannt, ist der Behälter luftdicht und auslaufsicher und schützt die Flüssigkeit wirksam vor der äußeren Umgebung. Gleichzeitig erleichtert die Luftdichtheit der Komponente das Erreichen und Aufrechterhalten des korrekten Druckniveaus, damit das System ordnungsgemäß funktioniert.
Neben dem Behälter spielt die Arbeitsflüssigkeit eine wichtige Rolle für die Funktion des Wärmerohrs. Die verwendete Flüssigkeit muss mit den anderen Elementen des Geräts kompatibel sein, einschließlich des Dochtes, der im Rahmen des Vorgangs verwendet wird. Es gibt eine Reihe verschiedener Flüssigkeiten, die verwendet werden können, abhängig von der im Behälter gewünschten Dampfdruckmenge und der Fähigkeit der Flüssigkeit, den Docht ausreichend zu sättigen oder zu benetzen. Wenn die richtige Flüssigkeit für eine bestimmte Wärmerohrkonstruktion ausgewählt wird, liegt das Gleichgewicht zwischen Dampfdruck und Benetzbarkeit des Dochtes innerhalb akzeptabler Standards, was wiederum die Effizienz des Wärmerohrs erhöht.
Manchmal als Kapillarstruktur bekannt, ist der Docht in einem Wärmerohr nicht wie der Docht in einer Kerze. Diese Art von Docht wird mit einer porösen Struktur hergestellt, wobei normalerweise eine Art von haltbarem Metall für die Konstruktion verwendet wird. Der Docht wird häufig aus Nickel, Aluminium, Kupfer oder Stahl hergestellt. In den letzten Jahren wurden keramische Materialien zur Herstellung von Dochten verwendet, obwohl einige Meinungsverschiedenheiten hinsichtlich der Auswirkung von Dochten aus Keramik auf die Effizienz eines Wärmerohrs bestehen. Während des Herstellungsprozesses hängt der zum Erzeugen des Dochtes verwendete Druck stark von der Bestimmung der Größe der Poren ab, die entlang des Körpers des Bauteils gefunden werden.
Im Betrieb kann das Wärmerohr Wärme mit hohem Wirkungsgrad übertragen. Die Funktion des Dochtes erzeugt Druck, der seinerseits die Arbeitsflüssigkeit durch den Kondensator bewegt und zur Verdampfung der Flüssigkeit führt. Bei der Wärmeerzeugung hilft der Druck auch dabei, die Wärme durch die Rohrstruktur zu leiten und sie schließlich an einen Bestimmungsort zu leiten. Rohre dieses Typs werden in einer Vielzahl von Maschinen und Geräten verwendet, einschließlich Klimaanlagen und Maschinen aller Art, bei denen Wärmetauscher zum Einsatz kommen. In einigen Laptops ist sogar eine kleinere Version des Heizungsrohrs vorhanden, wodurch die von den umgebenden Bauteilen angesaugte Wärme abgeleitet und eine Überhitzung des Geräts verhindert werden kann.